(57)【要約】【目的】  引抜き加工に伴うねじれ変形を加工現場で迅速かつ簡単に防止する引抜き加工用ダイスを提供する。【構成】  アプローチダイス２０及びベアリングダイス３０を軸心方向に並べてダイスホルダー１０内に収容する。入側のアプローチダイス２０は、材料断面を要求される形状に近づける正規のアプローチ部２２がダイス孔２０Ｃに設けられており、周方向に回転可能である。出側のベアリングダイス３０は、材料断面を要求される形状に一致させる正規のベアリング部３３がダイス孔３０Ｃに設けられており、周方向で固定されている。材料がアプローチダイス２０及びベアリングダイス３０を順番に通過することにより、引抜き加工される。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
材料断面を要求される形状に近づける正規のアプローチ部がダイス孔に設けられたアプローチダイスと、材料断面を要求される形状に一致させる正規のベアリング部がダイス孔に設けられたベアリングダイスと、両ダイスを軸心方向に並べて収容し、且つ両ダイスを周方向の相対回転が可能に支持するダイスホルダーと、一方のダイスを他方のダイスに対して相対的に回転させるダイス操作機構とを具備することを特徴とする引抜き加工用ダイス。
【請求項２】
前記両ダイスのうちの一方が、ダイスホルダー内に回転可能に支持された可動ダイスであり、他方がダイスホルダー内に固定された固定ダイスである請求項１に記載の引抜き加工用ダイス。
【請求項３】
前記アプローチダイスを可動ダイスであり、前記ベアリングダイスが固定ダイスである請求項２に記載の引抜き加工用ダイス。
【請求項４】
前記ダイス操作機構は、前記ダイスホルダーの入側端面に取付けられたピニオンギヤと、該ピニオンギヤが噛み合うように前記アプローチダイスの外周面に沿って形成された円弧状のラックギヤとの組み合わせである請求項３に記載の引抜き加工用ダイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、線材や棒材、条材、管材などの引抜き加工に使用される引抜き加工用ダイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
線材や棒材の引抜き加工に使用される従来のダイス構造を図３に示す。従来ダイス４０は、超硬合金からなるダイスチップ４０Ａと、ダイスチップ４０Ａを取り囲むダイスケース４０Ｂとを一体化した構造になっている。ダイスチップ４０Ａの中心部にはダイス孔４０Ｃが設けられている。ダイス孔４０Ｃは、最も入側に位置するマウス部４１と、マウス部４１に続くアプローチ部４２と、アプローチ部４２に続くベアリング部４３と、ベアリング部４３に続くバックリーフ部４４とからなる。
【０００３】
マウス部４１は、入側から出側に向かって比較的大きい角度で縮径するテーパ形状の材料ガイド孔であり、その最小径、即ち出口径は加工前の材料径より大である。マウス部４１に続くアプローチ部４２は、入側から出側に向かって比較的小さい角度で徐々に縮径するテーパ孔であり、その最小径、即ち出口径は加工前の材料径より小さく、加工後の材料径より大である。材料はこのアプローチ部４２を通過することにより、要求される断面形状に徐々に近づく。
【０００４】
アプローチ部４２に続くベアリング部４３は、断面形状を決定する部分である。このベアリング部４２は、前半部では出側に向かって徐々に縮径しており、後半部では要求される断面形状に一致する。ベアリング部４３に続くバックリーフ部４４は、所謂逃げ部であり、出側に向かって比較的大きい角度でラッパ状に拡径している。
【０００５】
このようなダイス４０は、図示されないダイスホルダーにセットされ、更に引抜きマシンにセットされて引抜き加工に供される。
【０００６】
ところで、線材や棒材の引抜き加工における大きな問題点の一つとして、加工後の材料、即ちダイスを通過した材料に生じるねじれがある。このねじれは主にダイス孔の微妙な変形によって生じるが、材料の質的な不均一、マシンの精度不良などの影響も受けるとされている。
【０００７】
ダイス、材料、マシンが複雑に絡み合って生じるねじれ変形は不可避な上に、加工現場で対策を講じることが困難であり、しかも、引抜き加工後の材料に生じたねじれを修正することが困難なため、放置することもできないのが実情である。このため、これまでは、ねじれが発生するたび、そのねじれが出ないないように、ねじれの具合に応じてダイス孔を整形加工することが、唯一有効なねじれ対策として行われている。
【０００８】
しかしながら、ねじれが発生するたびダイスを加工する対策は、当然のことながら非常に非能率的であり、コストもかかる。また、ねじれにはダイスだけでなく、材料やマシンが影響するため、ダイスを加工しても、例えば被加工材の材質が変った場合にはねじれが再発する危険性がある。このため、引抜き加工におけるねじれは非常にやっかいな問題になっている。
【０００９】
なお、本出願人は、ダイスに要求される機能を分割した組合せダイスを先に開発した（特許文献１参照）。このダイスは、ダイス孔のアプローチ部とベアリング部を独立した２つのダイスに分けて設けたものであり、そのアプローチ部がダイス孔に設けられたアプローチダイスと、そのベアリング部がダイス孔に設けられたベアリグダイスとの組合せにより、バックテンションを不要にするなどの効果を奏するが、ねじれ変形に対しては一般のダイスと同様に効力がないと、本出願人は考えていた。
【００１０】
【特許文献１】実用新案登録第３０５００７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明はかかる事情に鑑みて創案されたものであり、その目的は、引抜き加工に伴うねじれ変形を加工現場で迅速かつ簡単に防止できる引抜き加工用ダイスを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するために、本発明者は前述の機能分割型組合せダイスに着目した。即ち、ダイスにおけるねじれ発生の典型的なメカニズムは、入側のアプローチ部で拘束された材料に対して、出側のベアリング部が周方向のねじりを加えることにある。例えば、入側から見て材料が時計回りにねじられる場合、アプローチ部で拘束された材料に対して、ベアリング部が時計回りのねじりを加えているわけである。
【００１３】
ここでもし、前述の機能分割型組合せダイスのように、アプローチ部とベアリング部が独立したダイスに設けられているならば、アプローチ部とベアリング部を周方向で相対的に回転させることも比較的容易である。そして、アプローチ部をベアリング部に対してねじれの方のと同じ時計回りに回転させるならば、ダイスでのねじれ要因を取り除くことが可能なる。また、材料側やマシン側で生じるねじれを打ち消す新たなねじれを意図的に発生させるようなことも可能となる。
【００１４】
即ち、前述の機能分割型組合せダイスを発展させて、アプローチダイスとベアリングダイスの相対的な回転操作を可能とすれば、これまでは不可能とされていた加工現場でのねじれ防止操作が可能になるのである。
【００１５】
本発明に係る引抜き加工用ダイスはかかる着想を基礎として完成されたものであり、材料断面を要求される形状に近づける正規のアプローチ部がダイス孔に設けられたアプローチダイスと、材料断面を要求される形状に一致させる正規のベアリング部がダイス孔に設けられたベアリングダイスと、両ダイスを軸心方向に並べて収容し、且つ両ダイスを周方向の相対回転が可能に支持するダイスホルダーと、一方のダイスを他方のダイスに対して相対的に回転させるダイス操作機構とを具備している。
【００１６】
両ダイスの相対回転のためには、アプローチダイス及びベアリングダイスの両方を回転させることも可能であるが、構成簡略化の点からは、一方のダイスをダイスホルダー内に回転可能に支持された可動ダイスとし、他方のダイスをダイスホルダー内に固定された固定ダイスとするのが好ましく、なかでも特に、ダイスホルダーの正面側に位置する回転操作が容易なアプローチダイスを可動ダイスとし、ダイスホルダーの奥に配置されるベアリングダイスを固定ダイスとするのが好ましい。この構成によるとダイス操作機構が特に簡略化される。
【００１７】
本発明に係る引抜き加工用ダイスを通過した材料が入側からみて時計回りにねじれる場合は、アプローチダイスをベアリングダイスに対して時計回りに相対回転操作する。これによりそのねじれを防止できる。ダイス通過材料が反時計回りにねじれる場合は、アプローチダイスをベアリングダイスに対して反時計回りに相対回転操作することにより、そのねじれを防止できる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明に係る引抜き加工用ダイスは、アプローチダイスとベアリングダイスの相対回転操作により、加工後の材料に生じるねじれを引抜き加工現場で即座に、しかも精度よく防止できる。これにより、ねじれ取りのための手間のかかるダイス加工が不要になり、引抜き加工コストの低減、加工能率の向上に及ぼす効果は多大である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下に本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明の一実施形態を示す引抜き加工用ダイスの正面図、図２は同引抜き加工用ダイスの縦断側面図である。
【００２０】
本実施形態に係る引抜き加工用ダイスは、円筒形状のダイスホルダー１０内に軸方向に同心状に並べて収容されたアプローチダイス２０及びベアリングダイス３０を備えている。この引抜き加工用ダイスは、棒材の引抜き加工に使用されるものであり、機能的には図３に示す一体型の従来ダイス４０に対応している。即ち、図３に示す一体型の従来ダイス４０の場合と同じ材料を使用して同じ寸法に仕上げることを想定したダイスである。
【００２１】
入側に位置するアプローチダイス２０は、超硬合金からなるダイスチップ２０Ａと、ダイスチップ２０Ａを取り囲むダイスケース２０Ｂとを一体化した構造になっている。ダイスチップ２０Ａの中心部に設けられた断面円形のダイス孔２０Ｃは、最も入側に位置するマウス部２１と、マウス部２１に続くアプローチ部２２と、アプローチ部２２に続くベアリング部２３と、ベアリング部２３に続くバックリーフ部２４とからなる。
【００２２】
マウス部２１は、従来ダイス４０のマウス部４１に対応する正規のマウス部であり、マウス部４１と同様に入側から出側へ向かって比較的大きい角度で漸次縮径している。そしてマウス部２１の最小径、即ち出口径（アプローチ部２２の入口径と同じ）は、加工前の素材径より大である。
【００２３】
マウス部２１に続くアプローチ部２２は、従来ダイス４０のアプローチ部４１に対応する正規のアプローチ部であり、アプローチ部４１と同様に入側から出側へ向かって比較的小さい角度で漸次縮径している。そしてアプローチ部２２の最小径、即ち出口径（ベアリング部２３の入口径と同じ）は、加工前の素材径より小さく、加工後に要求される目標径より大である。即ち、材料はこのアプローチ部２２を通過することにより、要求される断面形状に徐々に近づく。
【００２４】
アプローチ部２２に続くベアリング部２３は、ベアリング部としての本来機能を有しないダミー孔であり、全長にわたってアプローチ部２２の出口径に等しいストレート孔である。ベアリング部２３に続くバックリーフ部２４もダミー孔であり、ベアリング部２３の出口から出側に向かって比較的大きい角度でラッパ状に拡径している。
【００２５】
出側に位置するベアリングダイス３０は、超硬合金からなるダイスチップ３０Ａと、ダイスチップ３０Ａを取り囲むダイスケース３０Ｂとを一体化した構造になっている。ダイスチップ３０Ａの中心部に設けられた断面円形のダイス孔３０Ｃは、最も入側に位置するマウス部３１と、マウス部３１に続くアプローチ部３２と、アプローチ部３２に続くベアリング部３３と、ベアリング部３３に続くバックリーフ部３４とからなる。
【００２６】
マウス部３１は、入側から出側に向かって漸次縮径するテーパ形状の材料ガイド孔である。このマウス部３１は、ベアリングダイス２０を通過した材料を導入するためのダミー孔であり、その最小径、即ち出口径（アプローチ部３２の入口径と同じ）は、ベアリングダイス２０におけるベアリング部２３の直径、即ち導入材の外径より若干大きく設定されている。
【００２７】
マウス部３１に続くアプローチ部３２は、入側から出側に向かって漸次縮径するテーパ孔であり、ダミー孔である。アプローチ部３２の最小径、即ち出口径（ベアリング部３３の入口径と同じ）は、ベアリングダイス２０におけるアプローチ部３２の最小径より小さく、加工後に要求される目標径より僅かに大きく設定されている。アプローチ部３２のテーパー傾斜角度はマウス部３１のそれより小である。
【００２８】
アプローチ部３２に続くベアリング部３３は、従来ダイス４０のベアリング部４３に対応する正規のベアリング部であり、ベアリング部４３と同様に前半部では加工後に要求される目標径まで徐々に縮径し、後半部ではその目標径に一致している。ベアリング部３３に続くバックリーフ部３４は、従来ダイス４０のバックリーフ部４４に対応する正規の逃げ部であり、バックリーフ部４４と同様に出側へ向かって比較的大きい角度でラッパ状に拡径している。
【００２９】
本実施形態に係る引抜き加工用ダイスで特に重要な構成は、ダイスホルダー１０の奥に挿入された出側のベアリングダイス３０がダイスホルダー１０内にピン１１，１１により周方向で固定され、ダイスホルダー１０の正面側に配置された入側のアプローチダイス２０が周方向に回転可能とされている点である。そして、ダイスホルダー１０の入側端面に取付けられたピニオンギヤ１２により、アプローチダイス２０が回転操作される。即ち、このピニオンギヤ１２は、その回転操作によりアプローチダイス２０が周方向に回転するように、そのアプローチダイス２０の端部外周面に円弧状に形成されたラックギヤ２０Ｄに噛み合っており、ラックギヤ２０Ｄと共にダイス操作機構を構成している。
【００３０】
次に、本実施形態に係る引抜き加工用ダイスの使用方法及び機能について説明する。
【００３１】
本引抜き加工用ダイスを引抜きマシンにセットし、断面円形の棒状材料を該ダイスに通過させる。材料はダイスホルダー１０内のアプローチダイス２０及びベアリングダイス３０をこの順番に通過し、小径の引抜き製品とされる。即ち、アプローチダイス２０のアプローチ部２２を通過する過程で途中まで加工された後、ベアリングダイス３０のベアリング部３３を通過する過程で最終の断面形状まで加工される。
【００３２】
このとき、ダイス側、材料側、マシン側の様々な要因が相乗して加工後の材料に周方向のねじれが発生することが多々ある。ホルダー正面側、即ち入側から見て時計方向に材料がねじれる場合は、アプローチダイス２０のアプローチ部２２で拘束された材料がベアリングダイス３０のベアリング部３３で時計方向にねじられることが考えられる。更に、他の要因によるねじれが組み合わさっていることが考えられる。
【００３３】
この場合は、アプローチダイス２０をねじれの方向と同じ時計方向に回転させるべく、ピニオンギヤ１２を操作する。入側のアプローチダイス２０をねじれの方向と同じ時計方向に回転させると、ダイスでのねじれ要因が取り除かれる。また、他の要因によるねじれを打ち消す逆方向のねじれを材料に付加することができる。ねじれが反時計方向の場合は、反時計方向に操作すればよい。
【００３４】
要するに、加工後の材料にねじれが発生する場合は、そのねじれが消滅するように、ねじれの程度に応じて、アプローチダイス２０をねじれの方向と同じ方向へ僅かに回転させればよいのである。これにより、これまで不可能とされていた加工現場での能率的かつ経済的なねじれ防止操作が可能になる。
【００３５】
なお、上記実施形態では、引抜き加工用ダイスは断面円形のダイス孔を有する円形ダイスであるが、断面円形以外のダイス孔を有する異形ダイスであってもよいことは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の一実施形態を示す引抜き加工用ダイスの正面図である。
【図２】同引抜き加工用ダイスの縦断側面図である。
【図３】従来の引抜き加工用ダイスの縦断側面図である。
【符号の説明】
【００３７】
１０  ダイスホルダー
１１  ピン
１２  ピニオンギヤ
２０  アプローチダイス
２０Ａ  ダイスチップ
２０Ｂ  ダイスケース
２０Ｃ  ダイス孔
２０Ｄ  ラックギヤ
２１  マウス部
２２  アプローチ部
２３  ベアリング部
２４  バックリーフ部
３０  ベアリングダイス
３０Ａ  ダイスチップ
３０Ｂ  ダイスケース
３１  マウス部
３２  アプローチ部
３３  ベアリング部
３４  バックリーフ部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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